Journal of KIISE:Computer Systems and Theory (한국정보과학회논문지:시스템및이론)

Korean Institute of Information Scientists and Engineers (한국정보과학회)
권호 표지

Digital Reproduction of Mobiles

모빌의 디지털 재현

  • Published : 2001.10.01
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Abstract

Recently, there are many attempts to reproduce real world fine art pieces in digital forms. The digital representations are convenient to store and/or transmit. In contrast, mobiles, or moving sculptures, such as those designed by Alexander Calder cannot to reproduced realistically by usual reproduction techniques. Since mobiles are originally designed to generate motions in response to external forces applied to it, people could not fully enjoy them through photographs or static images. We present a virtual mobile system where use can easily control the mobile and can feel the impressions that the artist originally intended to provide. A real-world mobile is reconstructed in a three-dimensional physically-based model. and then virtual wind is generated to give motions to it. The motions of the mobile are generated by constraint dynamics and impulse dynamics techniques, which are modified to fully utilize the characteristics of the mobile, and finally give interactive displays on the PC platforms. The techniques presented can easily be extended to simulate other interactive dynamics systems.

최근에는 회화과 같은 미술 작품들을 디지털 형태로 재현하려는 시도들이 활발해지고 있다. 디지털 형태로 재현된 회화 작품들은 저장하거나 전송하기에 편리한 장점을 가진다. 반면에 알렉산터 칼더(Alexander Calder)가 창시한 모빌, 즉 움직이는 조각은 그 특성상 기존의 방법으로는 컴퓨터에서 재현하기가 까다롭다. 모빌은 바람과 같은 외부의 힘에 의해 각각의 조각이 움직이도록 제작되어 있으므로, 사진이나, 정지 영상과 같은 고정된 형태로는 작가의 제작 의도를 충분히 전달하기에 미흡하다. 본 논문에서는 컴퓨터상에서 재현된 모빌을 사용자들이 사실적으로 감상할 수 있는 물리 기반의 가상 모빌 시스템을 제안한다. 실세계의 모빌을 3차원 모델로 구성한 후, 가상의 바람을 생성하여 그 모빌이 움직일 수 있도록 하였다. 모빌의 움직임을 운동학 방법들을 사용하여 사실적으로 표현한다. 기존의 제약조건을 가지는 동역학(Donstraint dynamics)방법과 충격역학(impulse dynamics)방법들을 모빌의 구조에 적합하도록 개선하여, 모빌의 움직임을 PC 환경에서 대화형으로 재현하였다. 본 논문에서는 제안하는 속도 향상 방법들을 모빌과 유사한 위상 구조를 가지는 3차원 모델에서도 적용 될 수 있다.

Keywords

References

  1. H. McWhinnie, The Electronic Museum, Computers and Graphics, 12(2):269, 1988 https://doi.org/10.1016/0097-8493(88)90039-8
  2. F. McGuire, The origins of sculpture: Evolutionary 3D design, IEEE CG&A, 13(1):9-11, 1993 https://doi.org/10.1109/MCG.1993.10003
  3. P. Rademacher and G_ Bishop, Multiple-Centerof-Projection Images, SIGGRAPH '98, pp.199-206, 1998 https://doi.org/10.1145/280814.280871
  4. B. Mirtich, V-Clip: Fast and Robust Polyhedral Collision Detection, ACM Trans. on Graphics, 17(3):177-208, 1998 https://doi.org/10.1145/285857.285860
  5. W. Reeves, Particle Systems - A Technique for Modeling a Class of Fuzzy Objects, ACM Trans. on Graphics, 2(2):91-108, 1983 https://doi.org/10.1145/357318.357320
  6. J. Weichert and D. Haumann, Animation Aerodynamics, SIGGHAPH '91, pp.19-22, 1991 https://doi.org/10.1145/122718.122719
  7. M. Shinya and A. Fournier, Stochastic Motion - Motion Under the Influence of Wind, EUROGRAPHICS '92, 11(3):119-128, 1992 https://doi.org/10.1111/1467-8659.1130119
  8. A. Patterson, A First Course in Fluid Dynamics, Cambridge University Press, 1989
  9. R. Feynmann, R. Leighton and M. Sands, The Feynrnan Lectures on Physics, Addison-Wesley, 1965
  10. P. Schroder and D. Zeltzer, The Virtual Erector Set: Dynamic Simulation with Linear Recursive Constraint Propagation, Computer Graphics (1990 Symposium on Interactive 3D Graphics), 24(2): 23-31, 1990 https://doi.org/10.1145/91394.91403
  11. M. Surles, An Algorithm with Linear Complexity for Interactive, Physically-based Modeling of Large Proteins, SIGGRAPH '92, pp.221-230, 1992 https://doi.org/10.1145/133994.134065
  12. D. Baraff, Linear-Time Dynamics using Lagrange Multipliers, SIGGRAPH '96, pp.137-146, 1996 https://doi.org/10.1145/237170.237226
  13. M. Gleicher and A. Witkin, Through-the-lens Camera Control, SIGGRAPH '92, pp.331-340, 1992 https://doi.org/10.1145/133994.134088
  14. P. Hubbard, Approximating Polyhedra with Spheres for Time-Critical Collision Detection, ACM Trans. on Graphics, 15(3):179-210, 1996 https://doi.org/10.1145/231731.231732
  15. B. Mirtich, Impulse-based Dynamic Simulations of Rigid Body Systems, PhD. thesis, University of California, Berkeley, 1996
  16. J. Hahn, Realistic Animation of Rigid Bodies, SIGGRAPH '88, pp.299-308, 1988 https://doi.org/10.1145/54852.378530
  17. M. Moore and J. Wilhelms, Collision Detection and Response for Computer Animation, SIGGRAPH '88, pp.289-298, 1988 https://doi.org/10.1145/54852.378528
  18. J. Neider, T. Davis and M. Woo, OpenGL Programming Guide, Addison-Wesley Publishing Company, 1993
  19. 이남경, 실시간 재생을 위한 인위적인 바람 모델, 경북대학교 석사학위논문, 1999
  20. 이남경, 백낙훈, 이종원, 류관우, '한국정보과학회 논문지,실시간 응용을 위한 인위적인 바람의 생성', 한국정보과학회 논문지, Vol. 27, No.8, pp.701-709, 2000
  21. 정대현, 물리기반 모델링에서 선형시간 충돌반응, 경북대학교 석사학위논문, 1999